DE889187C

DE889187C - Process for the mechanical production of a single-layer three-phase stator winding for electrical machines

Info

Publication number: DE889187C
Application number: DES14481D
Authority: DE
Inventors: Ernst Orthey
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1938-07-15
Filing date: 1938-07-15
Publication date: 1953-09-07

Description

Verfahren zur maschinellen Herstellung einer Einschichtendrehstromständerwicklung für elektrische Maschinen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum maschinellen Herstellen einer Einschichtendrehstromständerwicklung für elektrische Maschinen.Process for the mechanical production of a single-layer three-phase current stator winding for electrical machines The invention relates to a method for mechanical Manufacture of a single-layer three-phase stator winding for electrical machines.

Für die Ausübung des Verfahrens wird eine Wickelmaschine benutzt, die im folgenden kurz an Hand von Fig. i erläutert werden soll.A winding machine is used to carry out the procedure, which is to be explained briefly below with reference to FIG.

Der zu bewickelnde Ständer einer elektrischen Maschine ist mit i bezeichnet. 2 ist ein Dreharm, der über ein Zahnradgetriebe 3 und über die Achse q. angetrieben wird. Der dem Dreharm zugeordnete Drehkopf 12 ist in dem Maschinengestell 5 gelagert: 6 ist der zu verarbeitende Draht, der über eine aus einem Arm 23 sowie einerLeitrolle 22 bestehende Spannvorrichtung 7 und eine die Vorspannung des Drahtes gleichhaltende Zuführungsvorrichtung B dem Drehkopf 12 zugeführt wird. Diese Zuführungsvorrichtung besteht aus einer Leitrolle mit einem Bremsband i9, dessen Spannung durch einen Stößel geregelt wird, der von der Nockenscheibe 2o gesteuert wird. Der Ständer der Maschine i ist auf der als Schlitten ausgebildeten verschiebbaren Platte 9 angeordnet, die durch den Kurbeltrieb io auf der Grundplatte 13 axial 'hin und her bewegt wird. Beim Umlauf des Dreharmes 2 würden, ein ruhender Ständer vorausgesetzt, innerhalb der Ständerbohrung runde Drahtschlingen erzeugt werden. Da aber auf die zu bewickelnde Stelle des Ständerumfangs eine Einwindeform i i aufgesetzt ist, um die der Draht herumgeführt wird, und dadurch, daß der Ständer selbst eine hin und her gehende Bewegung ausführt, entstehen Rechteckspulen mit entsprechend abgerundeten Wickelköpfen, für deren Abmessungen die Form der Stirnflächen der Einwindeform bestimmend ist. Die Einwindeform i i wird in dem Maschinengehäuse durch wechselweise wirksame Führungsstößel 24 gehalten, die in eine Nut 25 der Einwindeform eingreifen. Der in der Zeichnung links dargestellte Führungsstößel 24 ist unwirksam, wenn der Dreharm: 2 den Draht um das auf dieser Seite :gelegene Ende der Einwindeform i i schlingt. Während dieser Zeit ist der in der Zeichnung rechts gelegene, nicht dargestellte Führungsstößel im Eingriff. Umgekehrt greift der Stößel 24 in die Einwindeform i i ein, wenn der Dreharm die am entgegengesetzten Ende liegende Stirn der Einwindeform umfährt. Beim Umfahren des Einwindekopfes wird der zu verarbeitende Draht zunächst auf einen kleinen Wulst der Einwindeform abgelegt, und bei dem nachfolgenden Eintreten des abgeschrägten Führungsstößels springt der Draht in den Grund der Ständemut ab, wobei die entsprechend konisch ausgebildeten Frontflächen der Einwindeform das Abgleiten in die Ständernut erleichtern. Beider vorbezeichneten Maschine wird also nach jeder halben Windung der Draht in den Notengrund abgelegt; die fertige Spule liegt demnach sofort in ihrer vorgeschriebenen Lage. Bemerkenswert ist des weiteren, daß der Drehkopf der Maschine auf Rechts-und Linkslauf umsteuerbar ist und der Ständer von Hand oder selbsttätig um eine 1Vut- oder Polteilung weitergedreht werden kann. Bekannt ist ein Verfahren zum Herstellen einer konzentrischen Wicklung mit Hilfe einer Maschine, die den Draht als fortlaufenden Leiter über alle Pole einwindet. Das bekannte Verfahren hat den Nachteil, daß, sofern fortlaufend gewickelt wird, nach dem Einlegen der Wicklung diese in Phasen, unterteilt werden muß. Es läßt sich mit der bekannten Maschine, bei der an den abgelegten Spulen keine Wickelköpfe ausgebildet und diese nicht abgekröpft werden, nicht eine Wicklung einlegen, die in mehreren Ebenen übereinander angeordnet ist. Eine solche Wicklung bietet aber den Vorteil, daß jeweils. ein Phasenstrang als fortlaufender Leiter aufgebracht werden kann. Außerdem wird die Isolierung der fertigen Wicklung erleichtert, weil jeweils die Phasenstränge durchgehend gegeneinander abisoliert werden können.The stator of an electrical machine to be wound is denoted by i. 2 is a rotary arm, which via a gear transmission 3 and the axis q. driven will. The rotating head 12 assigned to the rotating arm is mounted in the machine frame 5: 6 is the wire to be processed, which is fed via an arm 23 and a guide pulley 22 existing tensioning device 7 and one that maintains the same pretensioning of the wire Feed device B is fed to the rotary head 12. This feeding device consists of a guide pulley with a brake band i9 whose tension is controlled by a Plunger is regulated, which is controlled by the cam 2o. The stand of the Machine i is arranged on the slidable plate 9 designed as a slide, which is moved axially back and forth on the base plate 13 by the crank mechanism io. When rotating arm 2, assuming a stationary stand, would be within round wire loops can be produced in the stator bore. But there on the to be wound Place of the stand circumference a winding form i i is placed around which the wire is led around, and by the fact that the stand itself is a reciprocating Executes movement, rectangular coils with correspondingly rounded winding heads are created, for the dimensions of which determine the shape of the end faces of the Einwindeform. the Winding form i i is created in the machine housing by means of alternately effective guide rams 24 held, which engage in a groove 25 of the Einwindeform. The one in the drawing The guide plunger 24 shown on the left is ineffective if the rotary arm: 2 the wire around the end of the winding form i i that is located on this side: During this Time is the guide tappet, not shown, on the right in the drawing in engagement. Conversely, the plunger 24 engages the Einwindeform i i when the Rotary arm bypasses the end of the thread at the opposite end of the winding mold. At the The wire to be processed is first bypassed the coiling head on a small one Bead of the Einwindeform filed, and with the subsequent occurrence of the beveled Guide plunger, the wire jumps into the base of the stand nut, with the corresponding conical front surfaces of the threading mold slide into the stator slot facilitate. In the case of the above-mentioned machine, after every half turn the wire is deposited in the note base; the finished coil is therefore immediately in their prescribed location. It is also noteworthy that the rotating head of the Machine can be reversed to clockwise and anticlockwise rotation and the stand by hand or can be rotated automatically by a 1Vut or pole pitch. Is known a method for producing a concentric winding with the help of a machine, which winds the wire as a continuous conductor over all poles. The known procedure has the disadvantage that, provided that it is continuously wound, after inserting the Winding these in phases, must be divided. It can be done with the familiar Machine in which no winding heads are formed on the stored bobbins and these do not be cranked, do not insert a winding that is in several levels one above the other is arranged. Such a winding has the advantage that each. a phase strand can be applied as a continuous conductor. It also isolates the Finished winding is made easier because the phase strands are continuously opposite each other can be stripped.

Erfindungsgemäß wird eine konzentrische Einschichtendrehstromwicklung in drei Ebenen übereinander angeordnet.According to the invention, a concentric single-layer three-phase winding is used arranged in three levels one above the other.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann vorteilhaft die Wicklung fortlaufend für alle Pole eines jeden Phasenstrangs ohne Zwischenverbindungen eingelegt werden. Die Fertigungszeit wird verkürzt durch eine erhöhte Wickelgeschwindigkeit, @die zulässig ist infolge der spannungsfreien und stetigen Drahtzuführung, weshalb auch Drähte geringerer mechanischer Festigkeit verarbeitet werden können. Eine weitere Zeitersparnis wird dadurch erzielt, daß zum Einlegen voneinander abweichender Spulen lediglich ein Wechsel der Einwindeformen nötig ist. Ein Nachpressen der Wickelköpfe kann entfallen, weil der einzuwindende Draht nach jeder halben Windung direkt im Nutengrund abgelegt und entsprechend gekröpft wird. Der Füllfaktor beträgt mehr als 550/0. Infolge der einwandfreien Drahtführung können auch zwei parallele Drähte gleichzeitig eingelegt werden.According to the method according to the invention, the winding can advantageously be inserted continuously for all poles of each phase strand without interconnections. The production time is shortened by an increased winding speed, @ which is permissible due to the tension-free and constant wire feed, which is why wires with lower mechanical strength can also be processed. A further time saving is achieved in that only a change of the winding forms is necessary for inserting bobbins which differ from one another. There is no need to re-press the end windings because the wire to be wound is placed directly in the bottom of the groove after every half turn and cranked accordingly. The fill factor is more than 550/0. As the wire is properly routed, two parallel wires can also be inserted at the same time.

Das Verfahren nach der Erfindung soll beispielsweise für eine vierpolige konzentrische in drei Wicklungsebenen angeordnete Einschichtendrehstromwi.cklung gemäß Fig. 2 näher erläutert werden.The method according to the invention is intended, for example, for a four-pole concentric single-layer three-phase winding arranged in three winding levels according to FIG. 2 are explained in more detail.

Zu Beginn des Verfahrens werden in die Nuten des in der Spannvorrichtung 9 angeordneten Ständers gegen axiale Verschiebung gesicherte Notenkästen eingelegt. Der Wicklungsanfang wird am Ständer oder Spannschlitten befestigt. Nunmehr wird auf die zu bewickelnde Stelle des Ständerumfangs eine Einwindeform bestimmter Ab- messungen aufgelegt, z. B. die kleinste Form, mit der die Spule :geringsten Durchmessers, also die erste Spule eines Pols,. hergestellt wird. Der Draht wird um die Einwindeform geführt und jede halbe-Windung von dieser durch die Führungsstößel abgestreift, @so @daß er sofort in den Notengrund abgleitet. Das Nachziehen des Drahts erfolgt selbsttätig und stetig durch die hin und her gehende Bewegung des Ständers und die Drahtregelung, so daß keine ruckweise Beanspruchung ausgeübt wird.. Nach Fertigstellung der ersten Spule, deren Windungszahl beliebig gewählt und durch ein Zählwerk überwacht werden kann, wird die kleinste Einwindeform entfernt und die nächst größere eingeführt. Bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten Vierlochwicklung werden also nach dem Wickeln der zweiten Spule, was in gleicher Weise vor sich geht wie :das der ersten, anschließend die dritte und vierte Spule mit der größten Einwindeform als letzte Spulen des ersten Pols eingebracht.At the beginning of the method, note boxes secured against axial displacement are inserted into the grooves of the stand arranged in the clamping device 9. The beginning of the winding is attached to the stator or clamping slide. Now periphery of the stator is placed measurements Einwindeform a certain waste on the site to be wound, for example. B. the smallest shape with which the coil: smallest diameter, i.e. the first coil of a pole. will be produced. The wire is led around the threading form and every half turn of this is stripped off by the guide pusher, @so @ that it immediately slides into the base of the note. The wire is drawn automatically and steadily through the back and forth movement of the stand and the wire control, so that no jerky stress is exerted smallest threading form removed and the next larger one introduced. In the four-hole winding shown in the exemplary embodiment, after winding the second coil, what happens in the same way as: that of the first, then the third and fourth coil with the largest winding shape are introduced as the last coils of the first pole.

Das Wickeln der Spulen pro Pol muß nicht stets mit der kleinsten Einwindeform begonnen und mit der größten beendet werden. Die Reihenfolge kann an sich beliebig, jedoch stetsi so gewählt werden, daß konzentrisch liegende Spulen entstehen.The winding of the coils per pole does not always have to be done with the smallest winding form started and finished with the largest. The order can be arbitrary, however always be chosen so that concentrically arranged coils are formed.

Nach Fertigstellen des ersten Pols wind der Ständer von Hand oder selbsttätig in eine neue Pollage gedreht. Nun wird mit den gleichen Einwindeformen, aber mit umgekehrtem Drehsinn mit dem Wickeln der Spulen des nächsten Pols der ersten Phase begonnen. Nach Aufbringen aller Spulengruppe n bzw. Pole der ersten Phase und Abisolieren ihrer Wicklung, wobei inzwischen eine völlige Drehung des Ständers um 360'' erfolgt ist, kann das Aufbringen der Spulengruppen der zweiten Phase erfolgen, was in der gleichen vorbeschriebenen Weise vorgenommen wird. Nach einer weiteren völligen Umdrehung des Ständers um 36o°' ist die dritte Phase eingelegt.After completing the first pole, wind the stand by hand or automatically turned into a new pole position. Now with the same winding forms, but with the opposite direction of rotation with the winding of the coils of the next pole of the first Phase started. After applying all coil groups n or poles of the first phase and stripping its winding, meanwhile a complete rotation of the stator 360 '' has been done, the coil groups of the second phase can be applied, which is done in the same manner described above. After another The third phase is inserted after a complete rotation of the stator by 36o °.

Für die Herstellung der verschiedenen Spulen werden Einwindeform@en verschiedener Weite benötigt, die so ausgebildet sind, daß die Wickelköpfe der mit ihnen erzeugten Spulen durchgekröpft sind. Durch Anwendung einer weiteren Einwindeform werden Spulen erzeugt, die nur nach, einer Seite hin durchgekröpft sind. Darüber hinaus wird eine Einwindeform benötigt, die keine wesentliche Kröpfung der Wickelköpfe vornimmt, diese also oben liegen.läßt.Single thread forms are used to manufacture the various coils different width required, which are designed so that the end windings with coils produced by them are cranked. By applying another Single winding form coils are produced that are only cranked towards one side. About that In addition, a single winding form is required that does not have any significant cranking of the winding heads undertakes, so leaves it on top.

Für das Aufbringen vorbezeichneter Wicklung besteht eine weitere Möglichkeit. Man könnte nämlich alle direkt benachbarten Spulengruppen ungeachtet ihrer Phasenzugehörigkeit überlappt und als fortlaufender Leiter einwickeln. In diesem Falle wäre für die Erzeugung,der gesamten Wicklung nur eine einzige Ständerumdrehung um 36ö° nötig. Hierbei wären; zunächst vier konzentrische Spulen aufzubringen und nach Einlegen dieser der Ständer um eine Polteilung zu drehen. Daran anschließend werden überlappt zur ersten Spulengruppe vier weitere Spulen konzentrisch eingewickelt und nach deren Aufbringen der Ständer wiederum um eine Polteilung gedreht. Dieser Vorgang wiederholt sich so oft, bis die gesamte Wicklung im Ständereisen untergebracht ist. Es ist jedoch, jetzt ein Erfordernis, die zusammenhängend als fortlaufender Leiter eingelegte Wicklung in einzelne Phasen und Pole zu trennen und die entsprechenden Zwischenpolverbindungen vorzunehmen.There is another possibility for applying the aforementioned winding. One could namely all directly adjacent coil groups regardless of their phase affiliation overlap and wrap as a continuous conductor. In this case it would be for the Generation, the entire winding only requires a single stator revolution of 36 °. Here would be; first to apply four concentric coils and after inserting this of the stator to rotate one pole pitch. This is followed by overlapping to the first coil group four more coils wrapped concentrically and after their Applying the stator in turn rotated by one pole pitch. This process is repeated until the entire winding is accommodated in the stator iron. It is however, now a requirement that contiguously inserted as a continuous conductor Separate winding into individual phases and poles and the corresponding inter-pole connections to undertake.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the mechanical production of a single-layer three-phase current stator winding for electrical machines that are generated as a continuous conductor across all poles, characterized in that the inserted winding is arranged in three planes is concentric winding. a. Method according to claim i, characterized in that that for the formation of the coils per pole interchangeable, repeatedly applied, the inner Stator iron surface partially overlapping winding forms are used, with the stand moved 'back and forth', a sliding of the wire to be wrapped along her Flanks favor while the wire is steady around their end faces alone by one revolving and controllable rotary head of a winding machine is deflected. 3. Procedure according to claim i, characterized in that to form the coils of a pole so much different forms of objection can be used, such as making coils per pole are, whereby the order of the threading forms to be used is arbitrary, but like this it is chosen that the coils produced with them are concentric to one another. q .. The method according to claim i to. 3, characterized in that directly adjacent Coil groups overlap regardless of their phase affiliation and as continuous Conductors are wound and then switched to the individual poles.